(57)【要約】【課題】  冷却筐体が破損した場合に、破損した側壁や蓋が電子部品と接触してショートするのを防止することができる冷却筐体。【解決手段】  冷却筐体内の電子部品を、電気絶縁性の柔らかな弾性膜で形成された絶縁容器８内に収納するようにし、かつ、絶縁容器８と側壁４および蓋２との間に隙間を空けた。冷却筐体に大きな外力が加わって側壁４が破損しても、絶縁容器８の側面部８ｂや上面部８ｃが容易に変形し、絶縁容器８が破損することがない。その結果、破損した側壁４や上蓋２と電子部品５ａ〜５ｅとが接触してショートするのを防止することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の壁部の少なくとも一部が冷却され、電子部品が収納される冷却筐体において、
外力に対して容易に変形する絶縁性弾性膜で形成され前記電子部品が収納される袋を、前記筐体内に設けたことを特徴とする冷却筐体。
【請求項２】
冷却対象である電子部品が実装される冷却底面部と、前記冷却底面部に立設されて前記電子部品の周囲を囲む側壁と、前記側壁で囲まれた前記電子部品を収納する領域の上部を覆う蓋とを備える冷却筐体において、
前記側壁および前記蓋と前記電子部品との間に、絶縁性弾性膜を外力に対して容易に変形するように介在させたことを特徴とする冷却筐体。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却筐体において、
前記絶縁性弾性膜は、前記側壁および前記蓋により挟持されて前記側壁と前記蓋との間を密閉するシール部を備えることを特徴とする冷却筐体。
【請求項４】
請求項２または３に記載の冷却筐体において、
前記側壁と前記電子部品との間に設けられた前記絶縁性弾性膜は、前記側壁の立設方向に沿った断面形状が波形状であることを特徴とする冷却筐体。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の冷却筐体において、
前記側壁の前記冷却底面部に近い部分の強度を、前記側壁の前記蓋に近い部分の強度よりも強くしたことを特徴とする冷却筐体。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の冷却筐体において、
前記側壁の前記冷却底面部よりも前記蓋に近い領域に、外部からの負荷を吸収して前記側壁の前記冷却底面部に近い部分の破損を防止する負荷吸収構造部を設けたことを特徴とする冷却筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車両等に搭載されるインバータ回路等を収容する冷却筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等の電気車両では、原動機を駆動するためのインバータ回路が搭載されている。通常、インバータ回路は電磁波シールド機能および放熱機能を有する筐体に収納されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の筐体は、インバータ回路が配設される筐体底面が冷却器の冷却面で構成され、インバータ回路を囲む側壁および側壁上方を覆う金属蓋が設けられている。側壁は金属や金属がインサートされた樹脂部材で構成され、側壁の金属部分を冷却面（金属面）と接触させることによりシールド機能を保持させ、かつ、冷却性能の向上を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両の衝突事故等により筐体が破損すると、破損した筐体の金属部分がインバータ回路と接触してショートしたり、破損部から異物が侵入して異物によりインバータ回路がショートしたりするおそれがあった。また、筐体破損を防止するために、筐体の壁部を厚くして強度を高めるという方法もあるが、重量が増大するとともにコストアップを招くという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、筐体の壁部の少なくとも一部が冷却され、電子部品が収納される冷却筐体に適用され、外力に対して容易に変形する絶縁性弾性膜で形成され前記電子部品が収納される袋を、前記筐体内に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、筐体の壁部と電子部品との間に介在する絶縁性弾性膜は、壁部が絶縁性弾性膜方向に破損しても容易に変形して破損することがない。そのため、破損した壁部が電子部品に接触してショートするのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による冷却筐体の一実施の形態を示す斜視図であり、一部を破断面としている。冷却筐体は、冷却器６，側壁４，上蓋２，シール材３および絶縁容器８を備えている。冷却器６の内部には冷却液が流れる流路が形成されており、冷却液は流路入口６ａから冷却器６内に流入し流路出口６ｂから排出される。冷却液には、水やエチレングリコール水溶液などが用いられる。なお、冷却器６としては、他の冷却方法でも良く、例えば、沸騰冷却装置でも良い。
【０００８】
側壁４は冷却器６の冷却面（上面）上に立設されるように設けられており、冷却器６と一体で形成しても良いし、別部材で形成してボルト等の締結手段で冷却器６上に固定する用にしても良い。側壁４には、インバータ容器収納されたインバータ回路からの強電ライン７が取り出される取り出し口４ｂが複数形成されている。なお、取り出し口４ｂと強電ライン７との隙間は封止部材により密封されている。
【０００９】
本実施の形態では、冷却器６や側壁４には熱伝導性および電気伝導性に優れてかつ軽量なアルミ合金等の金属が用いられる。なお、側壁４を金属で形成する代わりに、金属板をインサートした樹脂部材で形成しても良い。その場合、側壁４を冷却器６上に固定したときの電磁シールド機能および放熱機能を確保するため、側壁４にインサートされた金属板を冷却器６に接触させるようにする。
【００１０】
側壁４の上端には金属製の上蓋２を固定するためのフランジ部４ａが形成されており、このフランジ部４ａとの間にシール材３を挟持するように上蓋２が取り付けられる。１は上蓋２をフランジ部４ａに固定するためのボルトである。冷却器６，側壁４および上蓋２によって形成される筐体内スペースには、ＮＲＢ（アクリロニトリルブタジエンゴム）等の電気絶縁性の柔らかな弾性膜で形成された絶縁容器８が設けられている。
【００１１】
図２は、図１に示した冷却筐体の断面図である。絶縁容器８は、冷却器６に接触する底面部８ａと、側壁４に対向するように設けられた側面部８ｂと、上面部８ｃとを備えた袋状の容器である。底面部８ａは接着等により冷却器６により固着され、密着性を高めて電子部品５ａ〜５ｅと冷却器６との熱伝達を妨げないようにする。絶縁容器８内にはインバータ回路を構成する電子部品５ａ〜５ｅが収納される。例えば、電子部品５ａ，５ｂは底面部８ａ上に直接固定され、電子部品５ｃ〜５ｅは支柱等（不図示）を介して底面部８ａに固定される。側面部８ｂには開口８１が形成されており、この開口８１を介して強電ライン７が引き出される。なお、上面部８ｃを側面部８ｂに対して開閉自在な構造とすることにより、メンテナンス性の向上を図れる。
【００１２】
図２に示した例では、側面部８ｂと側壁４との間および上面部８ｃと上蓋２との間に隙間を設けているが、必ずしも隙間を設ける必要はなく密着していても良い。ただし、隙間を空けた方が側面部８ｂや上面部８ｃが変形しやすいという利点があり、後述するショート防止に対して効果的である。インバータ回路の場合にはパワーモジュールからの発熱が大きく、また、冷却筐体はエンジンルーム等の高温環境に配設される場合が多い。そのため、冷却筐体は電子部品５ａ〜５ｅの熱を放熱するとともに、外部からの熱侵入を防止する役目もしている。さらに、電子部品５ａ〜５ｅに対して電磁シールドの役目も果たしている。
【００１３】
図３は、冷却筐体に対して側方から大きな力が加わって、側壁４が内側に変形するように破損した場合を示したものである。図３において、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は破損部分の拡大図である。図３に示すように側壁４が内側に変形した場合でも、絶縁容器８はＮＲＢのように変形しやすい弾性膜で形成されているため、側面部８ｂや上面部８ｃが容易に変形し、絶縁容器８が破損することはない。そのため、破損した金属製の壁部４がインバータ回路の電子部品５ａ〜５ｅに直接接触することがなく、従来のようなショートを防止することができる。
【００１４】
なお、弾性膜を側壁４内側に固着して一体とすることも可能であるが、その場合、弾性膜が側壁４の変形に追従して変形するため、側壁４が破損したときに弾性膜に過大な力が加わって破損してしまうおそれがあり、側壁接触によるショートを防ぎきれない。一方、上述した絶縁容器８では側壁４と別体としているため、側壁破損時にも側壁４から逃げるように変形し絶縁容器８の破損を防止できる。
【００１５】
また、側壁４の破損部分から筐体内に異物が入り込んでも、電子部品５ａ〜５ｅが収納されている絶縁容器８内までは入り難く、異物によるショートも防止することができる。また、破損部分から液状の異物が大量に入った場合には、強電ライン７を引き出すための開口８１から絶縁容器８内に液状異物が入るおそれがあるが、予め開口８１と強電ライン７との隙間をシリコンゴム等のシール材により密封しておくことにより、そのような液状異物の浸入を防止することができる。
【００１６】
前述したように、従来は冷却筐体を構成する側壁等を厚くすることにより強度を上げて破損し難くしているが、重量の増大やコストアップを招くという欠点があった。また、側壁等を厚くする代わりに、車両衝突時の衝撃Ｇを検出して、強電ライン７を遮断するとともに放電処理を行うという対策も考えられるが、この場合には検出装置等が必要になるため大幅なコストアップとなる。一方、本実施の形態では、柔らかな弾性膜で形成された絶縁容器８を追加するだけでよいので、上記方法に比べて重量の増大やコストアップを抑えることができる。なお、上述した記載では、側壁４が破損した場合を例に説明したが、金属製の蓋２が破損した場合も同様の効果を奏することができる。後述する変形例１〜５においても同様である。
【００１７】
［変形例１］
図４および図５は、上述した実施の形態の第１の変形例を示す図である。図４は冷却筐体の斜視図であり、図５は冷却筐体の断面図である。上述した実施の形態の絶縁容器８では、電子部品５ａ〜５ｅは冷却器６に接触しておらず、絶縁容器８を構成する弾性膜を介して冷却器６上に載置されている。そのため、電子部品５ａ〜５ｅに対する冷却性能が若干低下する。
【００１８】
そこで、第１の変形例の絶縁容器１８では底面部を削除し、側面部１８ｂと上面部１８ｃとで構成されるようにした。その他の構成については、上述した実施の形態と同様である。電子部品５ａ〜５ｅは冷却器６に接触しているため、各電子部品５ａ〜５ｅに対する冷却性能の低下を防止できる。また、冷却器６の冷却面が絶縁容器１８の内部空間、すなわち各電子部品５ａ〜５ｅの収容空間に露出しているため、インバータ回路の周囲温度を下げることができる。この場合、電子部品５ａ〜５ｅは冷却器６上に実装されているので、側面部１８ｂの下端部分を冷却器６上に固着させて絶縁容器１８を固定する必要は必ずしもなく、冷却器６上に絶縁容器１８を単に載置するだけでも良い。
【００１９】
［変形例２］
図６および図７は第２の変形例を示す図であり、図６は冷却筐体の斜視図、図７は断面図である。第２の変形例における絶縁容器２８は、側面部２８ｂ、上面部２８ｃおよびシール部２８ｄを備えている。側面部２８ｂおよび上面部２８ｃは、変形例１の絶縁容器１８に設けられていた側面部１８ｂおよび上面部１８ｃと同様の構造となっている。そして、上面部２８ｃの周囲に設けられれたシール部２８ｄは、変形例１のシール材３に代えて上蓋２と側壁４との間に挟持され、冷却筐体の密封シールとして機能している。そのため、シール材３を省略でき、部品点数削減によるコストダウンを図ることができる。
【００２０】
［変形例３］
図８は第３の変形例を示す図であり、（ａ）は側壁４が破損する前の正常な状態を示し、（ｂ）は側壁４が破損した場合を示す。第３の変形例における絶縁容器３８では、側面部３８ｂの断面形状を波打つような波形状とした。そのため、図８（ｂ）に示すように側壁４が破損して冷却筐体が下方に潰れたように変形しても、側面部３８ｂが波形状であるため図示上下方向に変形しやすくなり、絶縁容器３８が破損するのを防止することができる。また、液状異物の浸入を防止するために、側面部３８ｂの下端部分を冷却器６に固着した場合でも、側壁破損時に側面部３８ｂが余裕を持って変形することができる。なお、絶縁容器３８の場合も、変形例２の場合と同様にシール部３８ｄを設けた。
【００２１】
［変形例４］
図９および１０は第４の変形例を示す図であり、図９は冷却筐体の斜視図、図１０は断面図である。図１０において、（ａ）は側壁４が破損する前の正常な状態を示し、（ｂ）は側壁４が破損した場合を示す。第４の変形例の変形例は、絶縁容器３８は変形例３に示したものと同様であるが、側壁４と冷却器６との間にリブ４１を設けている点が変形例３と異なる。側壁４の下部に補強用のリブ４１を設けたことにより、外力に対して側壁４は上部に比べて下部は破損し難くなる。
【００２２】
絶縁容器３８の場合には底面部がないため、側壁４の下部が破損したときに、破損した側壁４が側面部３８ｂの下端から絶縁容器３８内に侵入し、冷却器６の冷却面上に実装されている電子部品５ａ等に接触してショートする可能性が高い。そこで、リブ４１を設けて側壁下部の強度を上げることにより側壁４の下部を破損し難くし、側壁４とインバータ回路とがショートするのを防止するようにした。また、側壁４の上部が破損するため、液状異物が浸入し難くなる。
【００２３】
［変形例５］
図１１は第５の変形例を示す図であり、（ａ）は側壁４が破損する前の正常な状態を示し、（ｂ）は側壁４が破損した場合を示す。変形例４ではリブ４１を設けることにより側壁４の下部強度を向上させて、破損時に側壁４の上部が破損するようにしたが、変形例５では、側壁４の上部に横溝４２を形成することにより、下部よりも上部の方が破損しやすくなるようにした。すなわち、側壁４の左右に突出しているフランジ部４ａに外力が加わった場合に、横溝４２の部分が破損することにより負荷を吸収し、側壁４の下部が破損するのを防止している。その結果、絶縁容器３８内に破損した側壁４が侵入するのを防止することができる。また、側壁４の上部が破損するため、液状異物が浸入し難くなる。なお、横溝４２は側壁４の一周にわたって形成されている。
【００２４】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、絶縁容器８は袋を、冷却器６は冷却底面部を、横溝４２は負荷吸収構造部をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による冷却筐体の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した冷却筐体の断面図である。
【図３】側壁４が破損した場合の冷却筐体を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は破損部分の拡大図である。
【図４】冷却筐体の第１の変形例を示す斜視図である。
【図５】図５に示す冷却筐体の断面図である。
【図６】冷却筐体の第２の変形例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す冷却筐体の断面図である。
【図８】冷却筐体の第３の変形例を示す断面図であり、（ａ）は破損前、（ｂ）は破損後を示す。
【図９】冷却筐体の第４の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す冷却筐体の断面を示す図であり、（ａ）は破損前、（ｂ）は破損後を示す。
【図１１】冷却筐体の第５の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
２  上蓋
３  シール材
４  側壁
５ａ〜５ｅ  電子部品
６  冷却器
７  強電ライン
８，１８，２８，３８  絶縁容器
８ａ  底面部
８ｂ，１８ｂ，２８ｂ，３８ｂ  側面部
８ｃ，１８ｃ，２８ｃ  上面部
２８ｂ  シール部
４１  リブ
４２  横溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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